[发明专利]一种提高半导体激光器微小角度测量系统精度的方法

权利要求书

1.一种提高半导体激光器微小角度测量系统精度的方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一步，采用离焦的方式对椭圆光斑进行整形；

激光器出射光线经过聚焦透镜汇聚在焦平面处四象限光电探测器上，光斑在X和Y方向上的光斑直径分别为：

其中，λ表示半导体激光器激光波长，f表示聚焦透镜的焦距，半导体激光器出射光在X和Y方向上的光斑直径D_x和D_y；

当四象限光电探测器偏离焦平面处，此时四象限光电探测器上光斑在X和Y方向上的直径d_{Δz_x}和d_{Δz_y}为：

公式(22)(23)中，Δz为离焦量，表示四象限光电探测器偏离聚焦透镜焦平面的距离；

联立(22)和(23)，使d_{Δz_x}等于d_{Δz_y}，得到离焦量Δz，即当四象限光电探测器与聚焦透镜之间的距离为f+Δz时，半导体激光器的光斑在四象限光电探测器上为圆形光斑；

第二步，对离焦量误差进行补偿；

通过离焦的方式对四象限光电探测器上的椭圆光斑进行修正后，四象限光电探测器置于聚焦透镜的焦平面，此时产生测量误差，根据几何关系有：

公式(24)中Δ₂表示离焦量误差，L表示激光出射位置到聚焦透镜的距离，f表示聚焦透镜焦距，α为被测物体的偏转角度，Δz为离焦量,δ’为当四象限光电探测器偏离聚焦透镜焦平面Δz时，整形后的圆形光斑偏离四象限光电探测器中心的距离；

补偿离焦量误差后微小角度测量的结果最终表示为：